DE2552954A1 - DEVICE FOR MOISTURE MEASUREMENT OF SPATIAL EXTENSION SAMPLES - Google Patents

DEVICE FOR MOISTURE MEASUREMENT OF SPATIAL EXTENSION SAMPLES

Info

Publication number
DE2552954A1
DE2552954A1 DE19752552954 DE2552954A DE2552954A1 DE 2552954 A1 DE2552954 A1 DE 2552954A1 DE 19752552954 DE19752552954 DE 19752552954 DE 2552954 A DE2552954 A DE 2552954A DE 2552954 A1 DE2552954 A1 DE 2552954A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
resonator
microwave
sample
measuring
opening
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19752552954
Other languages
German (de)
Other versions
DE2552954B2 (en
DE2552954C3 (en
Inventor
Hans-Georg Dr Fitzky
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mahlo GmbH and Co KG
Original Assignee
Bayer AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayer AG filed Critical Bayer AG
Priority to DE2552954A priority Critical patent/DE2552954C3/en
Priority to US05/741,575 priority patent/US4155035A/en
Priority to GB48750/76A priority patent/GB1566737A/en
Priority to NL7613161A priority patent/NL7613161A/en
Priority to SE7613207A priority patent/SE7613207L/en
Priority to FR7635768A priority patent/FR2336676A1/en
Publication of DE2552954A1 publication Critical patent/DE2552954A1/en
Publication of DE2552954B2 publication Critical patent/DE2552954B2/en
Application granted granted Critical
Publication of DE2552954C3 publication Critical patent/DE2552954C3/en
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N22/00Investigating or analysing materials by the use of microwaves or radio waves, i.e. electromagnetic waves with a wavelength of one millimetre or more
    • G01N22/04Investigating moisture content

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Description

509 Leverkusen. Bayerwerk509 Leverkusen. Bayerwerk

Vorrichtung zur Feuchtemessung von räumlich ausgedehnten ProbenDevice for moisture measurement of spatially extended samples

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung der Feuchte von räumlich ausgedehnten Proben, z.B. Papier, Holz, Mauerwerk, Erdboden etc. Die Messung beruht auf der Mikrowellenabsorption von Wasser. Die Vorrichtung besteht aus einem frequenzmodulierten Mikrowellengenerator, dessen Frequenzhub so eingestellt ist, daß die vollständige Resonanzkurve sowohl des leeren als auch des mit der Probe beaufschlagten Hohlraum-Resonators überstrichen wird. Der frequenzmodulierte Mikrowellengenerator speist einen Resonator, dessen Dämpfung durch die Probe ein Maß für die gesuchte Feuchte ist. Dem Resonator ist ein Mikrowellendetektor zur Erfassung des reflektierten oder durchgelassenen Mikrowellensignales nachgeschaltet.The invention relates to a device for measuring moisture of spatially extended samples, e.g. paper, wood, masonry, soil, etc. The measurement is based on microwave absorption of water. The device consists of a frequency-modulated microwave generator, the frequency deviation of which is set so that the complete resonance curve of both the empty cavity resonator and the cavity resonator exposed to the sample were swept over will. The frequency-modulated microwave generator feeds a resonator, the damping of which by the sample is a measure of the desired Humidity is. The resonator is a microwave detector for detecting the reflected or transmitted microwave signal downstream.

Auf dem Prinzip der Mikrowellenabsorption beruhende Feuchtigkeitsmeßgeräte sind bekannt. In der deutschen Offenlegungsschrift 2 340 130 ist ein Verfahren beschrieben, bei dem bandförmige Proben (z.B. Papier oder Folienbahnen) auf Basis der Mikrowellenabsorption kontinuierlich auf ihren Wassergehalt hin überwacht werden. Dabei wird die bandförmige Probe kontinuierlich durch den Trennspalt eines zweiteiligen Resonators geführt. Der Resonator wird von einem frequenzmodulierten Mikrowellengenerator gespeist, wobei der Frequenzhub so gewählt wird, daß die vollständige Resonanzkurve sowohl des leeren als auch des mit der Probe gefüllten Resonators überstrichen wird. Durch die ProbeMoisture meters based on the principle of microwave absorption are known. In the German Offenlegungsschrift 2 340 130 a method is described in which tape-shaped samples (e.g. paper or film webs) are continuously monitored for their water content on the basis of microwave absorption will. The tape-shaped sample is continuously guided through the separating gap of a two-part resonator. The resonator is fed by a frequency-modulated microwave generator, the frequency deviation being chosen so that the complete Resonance curve of both the empty and the resonator filled with the sample is swept over. Through the rehearsal

Le A 16 608Le A 16 608

709822/0B08709822 / 0B08

wird der Resonator verstimmt, so daß die Resonanzfrequenz zu niedrigeren Werten verschoben wird. Als Meßgröße für den Wassergehalt wird die Gütefaktoränderung des Resonators herangezogen. Dabei kann man entweder das vom Resonator reflektierte Signal oder das Transmissionssignal erfassen.the resonator is detuned, so that the resonance frequency increases lower values. The change in the quality factor of the resonator is used as a measured variable for the water content. Either the signal reflected by the resonator or the transmission signal can be recorded.

Diese Methode hat sich zur Messung von bandförmigen Proben sehr gut bewährt. Ein prinzipieller Nachteil dieser Anordnung besteht jedoch darin, daß nur solche Proben gemessen werden können, die man durch den Resonator hindurchführen kann oder die so klein sind, daß sie in den Resonator eingebracht werden können. Das Verfahren ist vom Prinzip her auf flächenhafte Proben bzw. sehr kleine Proben beschränkt. Aus technischer Sicht ist aber auch die Feuchtemessung an räumlich ausgedehnten Proben von ganz erheblichem Interesse. Der Begriff "räumlich ausgedehnt" ist hier so zu verstehen, daß das Probenmaterial nur eine Fläche zum Anlegen des Meßkopfes besitzt, im übrigen aber eine beliebige räumliche Ausdehnung hat. Typische Beispiele hierfür sind Holzteile, Spanplatten, Betonwände, Mauerwerk, Stoffballen, Farbpasten usw. Weiterhin besteht z.B. in der Lebensmittelindustrie die Notwendigkeit für Feuchtemessungen an pulverförmigem, pastenartigem oder granulatförmigem Gut. Als Beispiel sei hier die Bestimmung der Restfeuchte von Milchpulver, Pulverkaffee oder Tabak genannt. In diesen Fällen muß der Meßkopf so ausgebildet sein, daß er von dem zu untersuchenden Produkt umgeben wird.This method has proven itself very well for measuring tape-shaped samples. A fundamental disadvantage of this arrangement is, however, that only those samples can be measured that can or can be passed through the resonator which are so small that they can be introduced into the resonator. The procedure is based on the principle of two-dimensional Samples or very small samples limited. From a technical point of view, however, the moisture measurement is also carried out on spatially extended Samples of considerable interest. The term "spatially extended" is to be understood here as meaning that the sample material has only one area for placing the measuring head, but otherwise has any spatial extent. Typical examples for this are wooden parts, chipboard, concrete walls, masonry, balls of fabric, color pastes, etc. Furthermore there is e.g. in the food industry the need for moisture measurements on powdery, paste-like or granular material. An example is the determination of the residual moisture in milk powder, powder coffee or tobacco. In these cases must the measuring head be designed so that it is surrounded by the product to be examined.

Bisher sind keine Mikrowellenmeßverfahren für derartige Proben bekannt.To date, no microwave measuring methods are known for such samples.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ausgehend von dem eingangs erwähnten Mikrowellenmeßverfahren ein für solche Proben geeignetes Feuchtemeßgerät zu entwickeln.The invention is therefore based on the object, proceeding from the microwave measuring method mentioned at the beginning, for such a method To develop a suitable moisture meter for samples.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der den Resonator enthaltende Meßkopf als Anlege- bzw. Eintauchsonde ausgebildet ist und der Resonator aus einem einteiligen Hohl-This object is achieved according to the invention in that the measuring head containing the resonator is used as a contact or immersion probe is formed and the resonator is made of a one-piece hollow

Le A 16 608 - 2 - »/ Le A 16 608 - 2 - »/

709822/050B709822 / 050B

raumresonator besteht, der an der Stelle eines E- oder H-FeId-Maximums einen oder mehrere Durchbrüche mit einem Durchmesser 0<;O,5 Kaufweist (K = Mikrowellenlänge), durch den ein elektrisches Streufeld in die aufgelegte oder darüber hinweggeführte Probe austritt.There is a space resonator that takes the place of an E or H field maximum one or more openings with a diameter of 0.5 K (K = microwave length) through which an electrical Stray field emerges in the sample placed on top or moved over it.

Man konnte zunächst nicht erwarten, daß man auf diesem Wege zu einem brauchbaren Mikrowellen-Feuchtemeßgerät kommen würde. Aufgrund des Durchbruches in der Resonatorwand kann zum einen Mikrowellenenergie nach außen treten und die Meßempfindlichkeit durch Reduktion des Gütefaktors infolge Strahlungsdämpfung reduzieren. Zum anderen können durch Reflexion der ausgetretenen Strahlung vor allem an bewegten Objekten in der Umgebung stehende Wellen entstehen, die durch eine Rückwirkung auf den Meßresonator die Meßgenauigkeit vermindern.At first one could not expect that one would arrive at a usable microwave moisture measuring device in this way. Because of the breakthrough in the resonator wall can, on the one hand, leak microwave energy and the measurement sensitivity by reducing the quality factor as a result of radiation attenuation. On the other hand, by reflecting on the well-worn Radiation, standing waves mainly arise from moving objects in the vicinity, which are caused by a reaction on the measuring resonator reduce the measurement accuracy.

Wider Erwarten sind aber die erfindungsgemäßen Mikrowellen-Feuchtemeßgeräte relativ unempfindlich gegenüber diesen Störungen und erreichen eine bemerkenswert hohe Meßgenauigkeit in der Größenordnung von 3 % vom Meßbereichsendwert.Contrary to expectations, however, the microwave moisture measuring devices according to the invention are relatively insensitive to these interferences and achieve a remarkably high measuring accuracy of the order of 3 % of the end value of the measuring range.

Vorzugsweise ist der Resonator als Rechteckresonator,in dem der iLjQ-Feldtyp angeregt ist, ausgelegt. Das austretende elektrische Streufeld hat bei Auskopplung über einem E-Feld-Maximum im Resonator eine praktisch vollständig symmetrische radiale Struktur, die einen Anisotropieeffekt der Mikrowellenabsorption in Materialien mit gerichteten Strukturen, z.B. Faserbündel, Papier, Spanplatten, vermeidet. Alternativ kann auch ein zylindrischer Resonator mit dem EL ^-Feldtyp verwendet werden, wobei der Durchbruch an der Stelle eines H-Feldmaximums angeordnet ist.The resonator is preferably a rectangular resonator in which the iLjQ field type is stimulated, designed. The leaking electrical When coupled out via an E-field maximum in the resonator, the stray field has a practically completely symmetrical radial one Structure that has an anisotropy effect of microwave absorption in materials with directional structures, e.g. fiber bundles, Paper, chipboard, avoids. Alternatively, a cylindrical resonator with the EL ^ field type can be used, wherein the breakthrough is arranged at the location of an H-field maximum is.

Eine wichtige Verbesserung der Erfindung besteht darin, daß in der Mitte des Durchbruches im Resonator parallel zu seiner Längsrichtung ein drahtförmiger Leiter angeordnet ist, dessen Länge ungefähr mit dem Durchmesser des Durchbruches übereinstimmt. Dadurch kann man erreichen, daß das durch den Durchbruch tretende Streufeld besser in die Probe konzentriert wird. Dies kann erforderlich werden, wenn die Probe z.B. aus einer PlatteAn important improvement of the invention is that in the middle of the opening in the resonator parallel to his In the longitudinal direction, a wire-shaped conductor is arranged, the length of which corresponds approximately to the diameter of the opening. In this way one can achieve that the stray field passing through the breakthrough is better concentrated in the sample. this may be necessary if the sample is e.g. from a plate

Le A 16 608 - 3 - Le A 16 608 - 3 -

7G9822/0S0S7G9822 / 0S0S

besteht und das Streufeld ohne zusätzliche Hilfsmittel durch die Platte hindurch in den freien Raum greifen würde. Die Dämpfung des Resonators wäre dann nicht allein durch die dielektrischen Verluste in der Probe sondern auch durch eine Ausstrahlung in den freien Raum bedingt.exists and the stray field would reach through the plate into the free space without additional tools. The damping of the resonator would then not only be caused by the dielectric losses in the sample but also by radiation into the free space.

Anstelle eines Drahtes können auch mehrere Drähte bzw. mehrere benachbarte Bohrungen kleineren Durchmessers in der Resonatorwand verwendet werden. Dadurch bewirkt man ein Abklingen des Streufeldes innerhalb einer sehr kurzen Strecke außerhalb des Resonators.Instead of one wire, several wires or several adjacent bores of smaller diameter can also be made in the resonator wall be used. This causes the stray field to subside within a very short distance outside the Resonators.

Um zu verhindern, daß Probenteile in den Resonator fallen, wird der Durchbruch zweckmäßig mit einer Teflonscheibe (Polytetrafluoräthylen) abgedeckt. Aus dem gleichen Grund kann man auch daran denken den Resonator ganz mit Polytetrafluoräthylen als Dielektrikum zu füllen. Dieses Material ist bei 10 Gigahertz praktisch verlustfrei. Die beiden zuletzt genannten Modifikationen der Erfindung sind wichtig, wenn die Meßvorrichtung als Eintauchsonde zur Messung an pasten- oder pulverförmigem Material ausgebildet ist.In order to prevent sample parts from falling into the resonator, the breakthrough is expediently made with a Teflon disk (polytetrafluoroethylene) covered. For the same reason one can also think of the resonator entirely with polytetrafluoroethylene as a dielectric to fill. This material is practically lossless at 10 gigahertz. The last two modifications mentioned of the invention are important when the measuring device is used as an immersion probe for measuring pasty or powdery material is trained.

Die eigentliche Problematik des neuen Mikrowellenmeßgerätes liegt in der Erfüllung der beiden folgenden einander widersprechenden Forderungen:The real problem of the new microwave measuring device lies in the fulfillment of the two following contradicting one another Requirements:

1. Die Mikrowelleneindringtiefe in die Probe muß groß genug sein, um eine hinreichend hohe Meßempfindlichkeit zu erzielen und um ein repräsentatives Probenvolumen zu erfassen. 1. The depth of microwave penetration into the sample must be large enough in order to achieve a sufficiently high measurement sensitivity and to capture a representative sample volume.

2. Andererseits muß eine Ausstrahlung der Mikrowellen in den Raum vermieden werden.2. On the other hand, radiation of the microwaves into the room must be avoided.

Die Praxis hat "gezeigt, daß diese beiden Forderungen miteinander vereinbart werden können. Das neue Gerät hat sich zur genauen Feuchtemessung bei den oben erwähnten Materialien hervorragend bewährt. Eine Meßgenauigkeit von ca. 3 % vom Meßbereichsendwert kann als ausreichend angesehen werden. Die Empfindlichkeit ist wider Erwarten so hoch, daß sogar der Restfeuchtebereich überstrichen werden kann. Unter Restfeuchte werden dabei üblicherweisePractice has "shown that these two requirements can be mutually agreed. The new device has proven itself to be excellent for precise moisture measurement in the above-mentioned materials. A measurement accuracy of approx. 3 % of the end value of the measuring range can be regarded as sufficient. The sensitivity is reflected Expect so high that even the residual moisture area can be painted over

Le A 16 608 - 4 - Le A 16 608 - 4 -

7098 2 2/0 5067098 2 2/0 506

Feuchtigkeitswerte im Bereich von etwa 0,1 bis 10 Gew.% verstanden. Wird der Meßkopf als Eintauch- oder Einstechsonde konzipiert, so kann in einfacher Weise die Feuchtigkeit von pulverförmigem oder pastenförmigem Material bestimmt werden. Ferner ist die Messung der Bodenfeuchte ein wichtiges Anwendungsgebiet für diesen Meßkopftyp. Zu diesem Zweck wird z.B. der als Einstechsonde ausgebildete Mikrowellenresonator innerhalb eines Führungsrohres im Erdboden versenkt.Understood moisture values in the range from about 0.1 to 10% by weight. If the measuring head is designed as an immersion or penetration probe, the moisture from powdery or pasty material can be determined. Furthermore, the measurement of soil moisture is an important area of application for this Measuring head type. For this purpose, e.g. the microwave resonator designed as a penetration probe is placed inside a guide tube sunk in the ground.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher beschrieben.In the following, exemplary embodiments of the invention are described in more detail with reference to a drawing.

Figur 1 zeigt die prinzipielle Anordnung von Resonator und Probe,Figure 1 shows the basic arrangement of resonator and sample,

Figur 2 die Feldverteilung in der Nähe des Durchbruchs außerhalb des Resonators,FIG. 2 the field distribution in the vicinity of the breakthrough outside the resonator,

Figur 3 das Prinzipschaltbild der Meßanordnung in Transmission, Figur 4 das Prinzipschaltbild der Meßanordnung in Reflexion, ,FIG. 3 shows the basic circuit diagram of the measuring arrangement in transmission, FIG. 4 the basic circuit diagram of the measuring arrangement in reflection,

Figur 5 die Resonanzkurven des leeren und des durch die angelegte Probe gedämpften und verstimmten Resonators,FIG. 5 shows the resonance curves of the empty resonator and the resonator damped and detuned by the applied sample,

Figur 6 eine Ausführungsform, bei der der Resonator als Einstechsonde ausgebildet ist,FIG. 6 shows an embodiment in which the resonator is used as a penetration probe is trained,

Figur 7 das Schema der Ausführung eines in eine Führungswalze für bandförmiges Meßgut eingebauten Meßresonators.FIG. 7 shows the diagram of the embodiment of a measuring resonator built into a guide roller for strip-shaped material to be measured.

Da das Maximum der Mikrowellenabsorption für die freie Wasser-Since the maximum of the microwave absorption for the free water

1010

molekel bei ca. 10 Hz liegt, legt man die Frequenz des Mikrowellengenerators in diesen Bereich, um einen möglichst großen Meßeffekt zu erzielen. Man kann dann handelsübliche Mikrowellenbauteile für das X-Band verwenden. Aus Fig. 1 ist das Meßprinzip ersichtlich. Der Resonator 1 ist ein einteiliger Rechteckresonator, "in dem der H^^-Feldtyp angeregt wird. Er ist über einen Iriskoppler 2 an den Mikrowellengenerator angeschlossen. Der Ausgang ist über einen ähnlichen Iriskoppler 3 an den Mikrowellendetektor angekoppelt. In der Deckfläche des Resonators befindet sich in der Mitte der Breitseite an einer Stelle überwiegend elek-molecule is around 10 Hz, the frequency of the microwave generator is set in this area in order to achieve the greatest possible measuring effect. Commercially available microwave components can then be used use for the X-band. From Fig. 1, the measuring principle can be seen. The resonator 1 is a one-piece rectangular resonator, "in which the H ^^ field type is excited. It is via a Iris coupler 2 connected to the microwave generator. The output is via a similar iris coupler 3 to the microwave detector coupled. In the top surface of the resonator, in the middle of the broad side, there is predominantly electrical

Le A 16 608 - 5 - Le A 16 608 - 5 -

709822/OBOS709822 / OBOS

trischer Feldstärke (E-Feld-Maximum) ein kreisförmiger Durchbruch 4 mit einem Durchmesser von 10 mm. Der Durchbruch kann aber mit Vorteil auch so angelegt sein, daß primär die magnetische Feldkomponente austritt. Bei einer Mikrowellenlänge von 3 cm ist damit die Bedingung erfüllt, daß der Durchbruch < ^- sein soll. Die zu untersuchende Probe, in diesem Falle eine große Platte 5, wird über den Resonator 1 geführt bzw. der Resonator 1 wird an eine Wand angelegt. Das Streufeld tritt bei dieser Dimensionierung etwa ~- tief in die Probe ein. Damit wird eine Strahlungsdämpfung verhindert. Im unbelasteten Zustand erreicht der Resonator 1 eine Güte von ca. §00. Dies ermöglicht eine empfindliche Restfeuchtemessung von Papier, Holz, Mauerwerk, Beton usw. Voraussetzung für eine genaue Feuchtemessung ist ein möglichst geringer Luftspalt zwischen Auflagefläche des Resonators und der Oberfläche des Meßobjektes. Bei größerer Oberflächenrauhigkeit und größeren Dicken der Meßobjekte kann es zweckmäßig sein, die Apparatur für eine niedrigere Frequenz, z.B. 2 GHz auszulegen.tric field strength (E-field maximum) a circular breakthrough 4 with a diameter of 10 mm. The breakthrough can, however, also advantageously be designed in such a way that primarily the magnetic field component emerges. With a microwave length of 3 cm, the condition is met that the breakthrough should be <^ - . The sample to be examined, in this case a large plate 5, is passed over the resonator 1 or the resonator 1 is placed against a wall. With this dimensioning, the stray field enters the sample approximately ~ - deep. This prevents radiation attenuation. In the unloaded state, the resonator 1 achieves a quality of approx. §00. This enables a sensitive residual moisture measurement of paper, wood, masonry, concrete etc. The prerequisite for an accurate moisture measurement is the smallest possible air gap between the contact surface of the resonator and the surface of the test object. In the case of greater surface roughness and greater thicknesses of the test objects, it can be useful to design the apparatus for a lower frequency, for example 2 GHz.

Aus der Figur 2 ist die elektrische Feldverteilung in der Nähe des Durchbruches 4 ersichtlich, wenn zusätzlich ein drahtförmiger Leiter 6 in Rohrlängsrichtung in der Mitte des Durchbruches angeordnet wird. Die Länge des Drahtstückes ist in der Regel gleich dem Durchmesser des Durchbruches 4.From Figure 2, the electric field distribution is in the vicinity of the opening 4 can be seen when a wire-shaped conductor 6 is additionally arranged in the longitudinal direction of the pipe in the center of the opening will. The length of the piece of wire is usually equal to the diameter of the opening 4.

Das resultierende elektrische Streufeld ergibt sich aus einer Überlagerung des austretenden Ε-Feldes, des H.Q-Feldtyps und zum anderen durch die Felder der in dem drahtförmigen Leiter fließenden Wandströme. Der drahtförmige Leiter bewirkt eine bessere Konzentrierung des Streufeldes auf den Probenbereich. Der Durchbruch braucht nicht notwendig kreisförmig zu sein. Durchbrüche anderer Form,z.B. Rechteckform, sind elektrisch äquivalent, haben aber den Nachteil, mechanisch schwerer herstellbar zu sein. Anstelle eines Durchbruchs von größerem Durchmesser können auch mehrere von kleinerem Durchmesser vorgesehen werden, wenn sich die Messung über einen größeren Bereich der Probe erstrecken soll. Von den Möglichkeiten einer zusätzlichen Feldkonzentrierung wird man Gebrauch machen, wenn man feststellt, daß die Güteänderung des Hohlraumresonators nicht allein durch die dielektrischen Verluste der Probe bedingt ist, sondern auch ein Beitrag durch Strahlungsdämpfung vorhanden ist.The resulting electrical stray field results from a superposition of the emerging Ε-field, the H.Q-field type and on the other hand through the fields of the wall currents flowing in the wire-shaped conductor. The wire-shaped conductor causes a better concentration of the stray field on the sample area. The breakthrough need not necessarily be circular. Breakthroughs of other shapes, e.g. Rectangular shape, are electrically equivalent, but have the disadvantage of being mechanically more difficult to manufacture to be. Instead of one opening with a larger diameter, several with a smaller diameter can also be provided if the measurement is to extend over a larger area of the sample. Of the possibilities of an additional Field concentration will be used when it is found that the change in quality of the cavity resonator is not alone due to the dielectric losses of the sample, but also a contribution from radiation attenuation is present.

709822^0506. 709822 ^ 0506.

Die Figur 3 zeigt ein Blockschaltbild für die in Fig. 1 angedeutete Transmissionsanordnung. Wie schon beschrieben, ist der Resonator 1 über den Iriskoppler 2 an den Mikrowellengenerator 7 und ausgangsseitig an den Detektor 12 angekoppelt. Der Kopplungsgrad hängt von dem Durchmesser der Irisbohrungen ab und beeinflußt den Gütefaktor des Resonators. Auf diese Weise läßt sich die Meßempfindlichkeit über die Geometrie der Iriskoppler 2 und 3 einstellen. Um Störungen durch reflektierte Signale zu vermeiden, wird die zum Resonator 1 führende Mikrowellenleitung über eine Einwegleitung angeschlossen.FIG. 3 shows a block diagram for the one indicated in FIG Transmission arrangement. As already described, the resonator 1 is connected to the microwave generator via the iris coupler 2 7 and coupled to the detector 12 on the output side. The degree of coupling depends on the diameter of the iris bores and influences the quality factor of the resonator. In this way, the measurement sensitivity can be determined via the geometry of the iris coupler 2 and 3 set. In order to avoid interference from reflected signals, the microwave line leading to the resonator 1 is used connected via a one-way line.

Im folgenden wird die Mikrowellenmeßanordnung anhand der Prinzipschaltbilder (Fig. 3 und Fig. 4) erläutert. Figur 3 zeigt eine Transmissionsschaltung. Der Transmissionsresonator 1 wird über ein variables Dämpfungselement 9 vom Mikrowellenoszillator 7 gespeist. Als Mikrowellenoszillator 7 wird ein Varactor-modulierter Gunn-Dioden-Oszillator verwendet, der durch einen Sägezahngenerator 10 zeitlinear frequenzmoduliert wird. Die abgegebene Mikrowellenleistung ist im gesamten überstrichenen Frequenzbereich annähernd konstant. Die Modulationsfrequenz beträgt ca. 2 KHz. Die Wahl einer relativ hohen Modulationsfrequenz hat den "Vorteil, daß auch schnelle Meßwertänderungen erfaßt werden können. Dies ist z.B. bei sprunghaften Feuchtigkeitsänderungen längs einer plattenförmigen Probe wichtig. In der Praxis genügt eine Modulationsfrequenz zwischen 50 Hz und 5 KHZ. Der Frequenzhub von 150 MHz bei 9 GHz Trägerfrequenz, ist derart bemessen, daß die Resonanzkurve des leeren und des mit dem Meßobjekt beschickten Resonators mit Sicherheit überstrichen werden (siehe Fig. 5). Die Mikrowellenleistung des Oszillators 7 wird über einen Richtkoppler 13 dem Referenzdetektor 11 und über das variable Dämpfungsglied 9 dem in Transmission geschalteten Mikrowellenresonator 1 zugeführt. Das Transmissionssignal (Resonanzkurve des Resonators) liefert nach Gleichrichtung der Mikrowelle der Meßdetektor 12. Es hat die in Fig. 5 dargestellte Form. Mit zunehmendem Wassergehalt nimmt die Spitzenamplitude U^ ab, gleichzeitig ist damit eine Verschiebung der Resonanzfrequenz nach niedrigeren Frequenzen verbunden. DieIn the following, the microwave measuring arrangement is illustrated using the basic circuit diagrams (Fig. 3 and Fig. 4) explained. Figure 3 shows a transmission circuit. The transmission resonator 1 is via a variable damping element 9 from the microwave oscillator 7 fed. A varactor-modulated Gunn diode oscillator is used as the microwave oscillator 7, which by a sawtooth generator 10 is frequency modulated linearly in time. The microwave power output is swept across the whole Frequency range almost constant. The modulation frequency is approx. 2 KHz. Choosing a relatively high modulation frequency has the "advantage that rapid changes in measured values can also be recorded. This is, for example, in the case of sudden changes Changes in humidity along a plate-shaped sample important. In practice, a modulation frequency between 50 Hz and 5 KHZ is sufficient. The frequency deviation of 150 MHz at 9 GHz carrier frequency, is dimensioned in such a way that the resonance curve of the empty resonator and the resonator loaded with the test object with certainty be painted over (see Fig. 5). The microwave power of the oscillator 7 is transmitted to the reference detector via a directional coupler 13 11 and fed via the variable attenuator 9 to the microwave resonator 1 connected in transmission. The transmission signal (Resonance curve of the resonator) delivers after rectification of the microwave the measuring detector 12. It has the one shown in FIG shown form. With increasing water content, the peak amplitude U ^ decreases, at the same time there is a shift in the Resonance frequency connected to lower frequencies. the

Le A 16 608 - 7 - Le A 16 608 - 7 -

709822/0506709822/0506

'/to . '/ to .

Spitzenamplituden des Detektorsignales für den Resonator mit und ohne Probe seien U^ und UQ. Der Referänzdetektor liefert das Signal Up · U-j und damit U-] - Ur ist eine monotone Funk-The peak amplitudes of the detector signal for the resonator with and without a sample are U ^ and U Q. The reference detector delivers the signal U p · Uj and thus U-] - Ur is a monotonic radio

itit

tion des Gütefaktors und damit der Materialfeuchte. Mit dem Richtkoppler 13 wird ein Referenzsignal abgezweigt und vom Referenzdetektor 11 gleichgerichtet. Referenzdetektor 11 und Meßdetektor 12 sind Spitzenspannungsgleichrichter. Die gleichgerichteten Spitzenspannungswerte U^ und Ur werden dann dem Differenzverstärker 14 zugeführt. Die Anzeige erfolgt mit einem Meßinstrument 15 oder einer Registriereinrichtung. Die Brückenschaltung (Vergleichszweig bestehend aus Richtkoppler 13 und Referenzdetektor 11) hat den Vorteil, daß Schwankungen der Umgebungstemperatur oder der Leistung des Mikrowellenoszillators 7 praktisch keinen Einfluß auf die Meßgenauigkeit haben.tion of the quality factor and thus the material moisture. A reference signal is branched off with the directional coupler 13 and rectified by the reference detector 11. Reference detector 11 and Measurement detectors 12 are peak voltage rectifiers. The rectified peak voltage values U ^ and Ur are then dem Differential amplifier 14 supplied. The display takes place with a measuring instrument 15 or a recording device. The bridge circuit (Comparison branch consisting of directional coupler 13 and reference detector 11) has the advantage that fluctuations in the ambient temperature or the power of the microwave oscillator 7 have practically no influence on the measurement accuracy.

Anstelle einer Transmissionsanordnung kann selbstverständlich auch eine Reflektionsschaltung (Figur 4) benutzt werden. Dem Reflektionsresonator 1 ist hier ein Zirkulator 16 vorgeschaltet, der das vom Resonator reflektierte Signal zum Meßdetektor weiterleitet. Für kleine Dämpfungsänderungen durch den dielektrischen Verlust des in der Probe enthaltenen Wassers kann der Wassergehalt c„ q in der FormInstead of a transmission arrangement, a reflection circuit (FIG. 4) can of course also be used. The reflection resonator 1 is preceded by a circulator 16 which forwards the signal reflected by the resonator to the measuring detector. For small changes in attenuation due to the dielectric loss of the water contained in the sample, the water content c " q in the form

cH20 = " = f Ι/Φ] mit * Φ = 1/Q1 - 1/Qo c H 2 0 = k £ "= f Ι / Φ] with * Φ = 1 / Q 1 - 1 / Q o

ermittelt werden (ASTM-Standards 13 (1964) 465, W.Eckhardt et al, Zs. angew. Physik 6 (1954) 236). Dabei bedeuten:can be determined (ASTM standards 13 (1964) 465, W. Eckhardt et al, Zs. angew. Physik 6 (1954) 236). Mean:

£ ": Den Imaginärteil der DK von Wasser CLj : Die Güte des Resonators mit Probe Q : Die Güte des Resonators ohne Probe.£ ": The imaginary part of the DC of water CLj: The quality of the resonator with sample Q: The quality of the resonator without a sample.

Der Wassergehalt ist also eine eindeutige Funktion f der Resonatorgüte. Für Absolutmessungen muß diese Funktion noch geeicht werden. Zu diesem Zweck werden Proben mit bekanntem Wassergehalt auf die Deckfläche des Resonators gebracht.The water content is therefore a clear function f of the resonator quality. This function still has to be calibrated for absolute measurements. For this purpose, samples with known water content are used brought to the top surface of the resonator.

Le A 16 608 - 8 - Le A 16 608 - 8 -

709822/0506709822/0506

Der als Einstechsonde konzipierte Resonator gemäß Fig. 6 dient zur Feuchtebestimmung von pulver- oder pastenförmigem Gut. Darüber hinaus kann er zur Bestimmung der Bodenfeuchte in einer bestimmten Erdschicht herangezogen werden. Zu diesem Zweck wird die Einstechsonde, z.B. in einem Polytetrafluoräthylen-Rohr 17 in den Erdboden abgesenkt. Der Meßkopf wird hier durch einen zylindrischen Resonator 18 gebildet, in dem die H^^^-Welle angeregt ist. Die Lochkoppler 2 und 3 zur An- bzw. Auskopplung der Mikrowellenenergie sind hier nebeneinander angeordnet. Der Durchbruch 4 befindet sich in der Mantelfläche des Resonators 18. Bei der Messung von pulverförmigen Materialien wird der Resonator mit einer PTFE-Scheibe (Polytetrafluorathylen) verschlossen, damit kein Probenmaterial in den Resonator gelangt. Aus dem gleichen Grund kann der Resonator auch ganz mit PTFE gefüllt sein. Die dielektrischen Verluste von diesem Material sind im Frequenzbereich von 10 Gigahertz vernachlässigbar klein.The resonator designed as a penetration probe according to FIG. 6 is used to determine the moisture content of powdery or paste-like material. In addition, it can be used to determine the soil moisture in a certain layer of soil. To this end, will the penetration probe, e.g. in a polytetrafluoroethylene tube 17 lowered into the ground. The measuring head is formed here by a cylindrical resonator 18 in which the H ^^^ wave is excited is. The hole couplers 2 and 3 for coupling and decoupling the microwave energy are arranged here next to one another. The breakthrough 4 is located in the lateral surface of the resonator 18. When measuring powdery materials, the resonator closed with a PTFE disk (polytetrafluorethylene) so that no sample material gets into the resonator. For the same The resonator can also be completely filled with PTFE. The dielectric losses from this material are in the frequency range of 10 gigahertz negligibly small.

Der Einbau einer Streufeldsonde in eine der Produktführung dienende Walze 19 zur Feuchtemessung von flächenhaften, fortlaufend bewegtem Material (s.Fig. 7a) z.B. Papier- oder Gewebebahnen, bietet gegenüber der Anwendung zweiteiliger Resonatoren (s.z.B. DT-OS 2 340 130) Vorteile. Da die Messung nur von einer Seite her erfolgt, existiert keine die Produktform begrenzende Meßspaltweite. Dadurch kann die Meßfrequenz ohne Rücksicht auf die Meßspaltweite frei gewählt werden. Bei dem zweiteiligen Resonator ist die Meßspaltweite und die Frequenz nicht frei wählbar, da die Meßspaltweite zur Vermeidung einer Abstrahlung ^ nicht unterschreiten darf. Zur Messung hoher und mittlerer Wassergehalte wird man zur Erzielung einer möglichst linearen Eichkurve und aus Preisgründen z.B. bei 2 bis 9 GHz arbeiten, während man zur empfindlichen Restfeuchtemessung und zur Eliminierung konkurrierender Absorptionen (z.B. andere Dipolmolekeln, Halbleiter) Frequenzen bis etwa 22 GHz benutzt. Die Verwendung der Streufeldsonde bietet wegen der begrenzten Eindringtiefe der Meßstrahlung auch den Vorteil, daß hinreichende Stärke des Produkts vorausgesetzt, Dickenschwankungen das Meßergebnis nicht beeinflussen. Durch den Einbau der Streufeldsonde in eine Führungswalze gemäß Fig. 7 ergibt sich die Möglichkeit der abwechselnden Registrierung desThe installation of a stray field probe in a product guide Roller 19 for moisture measurement of flat, continuously moving material (see Fig. 7a) e.g. paper or fabric webs, offers advantages over the use of two-part resonators (see e.g. DT-OS 2 340 130). Since the measurement is only from one side takes place, there is no measuring gap that limits the product shape. As a result, the measuring frequency can be used regardless of the measuring gap width can be freely chosen. In the case of the two-part resonator, the measuring gap width and the frequency cannot be freely selected, since the measuring gap width must not fall below ^ to avoid radiation. To measure high and medium water contents one becomes Achieving a calibration curve that is as linear as possible and, for price reasons, e.g. work at 2 to 9 GHz while using the sensitive Residual moisture measurement and to eliminate competing absorptions (e.g. other dipole molecules, semiconductors) frequencies up to about 22 GHz used. Due to the limited penetration depth of the measuring radiation, the use of the scatter field probe also offers the advantage of that provided that the product is sufficiently thick, fluctuations in thickness do not affect the measurement result. Through the installation the stray field probe in a guide roller according to FIG. 7 results in the possibility of alternating registration of the

Le A 16 608 - 9 - Le A 16 608 - 9 -

709822/0506709822/0506

Meßwerts (wenn das Produkt auf dem Streufeldaustritt aufliegt) und des Nullwerts, wenn die Streufeldöffnung nach Weiterdrehung der Walze 19 durch das Produkt freigegeben wird (s.Fig. 7). Der Umschlingungswinkel der Meßwalze 19 sollte dazu ca. 90 betragen. Die abwechselnd registrierten Meßwerte U^ und UQ können zur genauen Charakterisierung des Feuchtewertes U - IL wie oben beschrieben und zur Standardisierung der Meßanordnung herangezogen werden, so daß auf einen Referenzdetektor verzichtet werden kann. Der Einbau der Streufeldsonde in die Meßwalze (s. Fig. 7b) erfolgt derart, daß der das Streufeld emittierende Durchbruch 4 in der Resonatorwand mit der Oberfläche der Walze fluchtet, Eine Abdeckung 20 der Walzenoberfläche mit einem dielektrisch verlustarmen Material geringer Wasseraufnahme (z.B. PTFE) ist ohne weiteres möglich.Measured value (when the product rests on the stray field outlet) and the zero value when the stray field opening is released by the product after further rotation of the roller 19 (see Fig. 7). The angle of wrap of the measuring roller 19 should be approximately 90 for this purpose. The alternately registered measured values U ^ and U Q can be used for the exact characterization of the humidity value U-IL as described above and for standardizing the measuring arrangement, so that a reference detector can be dispensed with. The stray field probe is installed in the measuring roller (see Fig. 7b) in such a way that the breakthrough 4 in the resonator wall which emits the stray field is flush with the surface of the roller. is easily possible.

Die gesamte Mikrowellenanordnung findet zweckmäßig innerhalb der Walze Platz, so daß nur Gleichstromsignale über Schleifkontakte 21 übertragen werden müssen. Eine Zuführung des Mikrowellensignales ist jedoch auch über Drehkupplungen möglich. Der meßtechnische Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß Meß- und Nullsignal abwechselnd registriert werden. Zur Separation von Meß- und Nullsignal wird ein als elektrische Weiche geschalteter Verstärker benutzt, der durch den Winkelgeber in folgender Weise gesteuert wird: Während der Zeit t^ wird das Signal U1 und während der Zeit t das Signal UQ erfaßt, t^ ist dabei die Zeit, während der die Durchbrüche 4 durch die Bahn 23 abgedeckt sind und tQ die Zeit, während der sie frei sind, t^ und tQ sind entsprechenden Schaltpositionen des Winkelgebers 22 zugeordnet.The entire microwave arrangement is expediently located inside the roller, so that only direct current signals have to be transmitted via sliding contacts 21. However, the microwave signal can also be supplied via rotary couplings. The metrological advantage of this arrangement is that the measurement and zero signals are recorded alternately. To separate the measurement and zero signals, an amplifier connected as an electrical switch is used, which is controlled by the angle encoder in the following way: During the time t ^ the signal U 1 and during the time t the signal U Q is detected, t ^ is the time during which the openings 4 are covered by the web 23 and t Q the time during which they are free, t ^ and t Q are assigned to corresponding switching positions of the angle encoder 22.

Le A 16 608 - 10 - Le A 16 608 - 10 -

709822/050$709822/050 $

A3A3

LeerseiteBlank page

Claims (8)

Patentansprüche:Patent claims: Vorrichtung zur Messung der Feuchte von räumlich ausgedehnten Proben, z.B. Papier, Holz, Mauerwerk, Farbpasten, Erdboden, bestehend aus einem frequenzmodulierten Mikrowellengenerator, der einen Resonator speist, dessen Dämpfung durch die Probe ein Maß für die gesuchte Feuchte ist, wobei der Frequenzhub des Mikrowellengenerators so gewählt ist, daß die vollständige Resonanzkurve sowohl des leeren als auch des mit der Probe beschickten Resonators überstrichen wird und dem Resonator ein Mikrowellendetektor für das vom Resonator reflektierte oder durchgelassene Mikrowellensignal nachgeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der den Resonator (1) enthaltende Meßkopf als Anlege- bzw. Eintauchsonde ausgebildet ist und der Resonator (1) aus einem einteiligen Hohlraumresonator besteht, der an der Stelle maximaler elektrischer oder magnetischer Feldstärke (E- oder H-Feld-Maximum) einen Durchbruch mit einem Durchmesser 0 < 0,5 X aufweist ( S. = Mikrowellenlänge), durch den ein elektrisches Streufeld in die aufgelegte oder darüber hinweggeführte Probe (5) austritt.Device for measuring the moisture of spatially extended samples, e.g. paper, wood, masonry, color pastes, soil, consisting of a frequency-modulated microwave generator that feeds a resonator, whose damping is caused by the sample is a measure of the humidity sought, the frequency deviation of the microwave generator being selected so that the complete Resonance curve of both the empty and the resonator charged with the sample is swept over and the resonator a microwave detector for the microwave signal reflected or transmitted by the resonator is connected downstream, characterized in that the measuring head containing the resonator (1) is designed as a contact or immersion probe and the resonator (1) consists of a one-piece cavity resonator, which is at the point of maximum electrical or magnetic Field strength (E or H field maximum) a breakthrough with a diameter of 0 <0.5 X (S. = microwave length), through which a stray electrical field emerges into the sample (5) placed on or passed over it. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Resonator (1) ein Rechteckresonator mit dem H10 -Feldtyp ist.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the resonator (1) is a rectangular resonator with the H 10 field type. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Resonator ein zylindrischer Resonator mit dem H11 -Feldtyp ist.3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the resonator is a cylindrical resonator with the H 11 field type. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Mitte des Durchbruches (4) parallel zur Längsrichtung des Resonators ein drahtförmiger Leiter (6) angeordnet ist, dessen Länge mit dem Durchmesser des Durchbruches (4) übereinstimmt.4. Apparatus according to claim 1 to 3, characterized in that in the middle of the opening (4) parallel to the longitudinal direction of the resonator a wire-shaped conductor (6) is arranged, the length of which corresponds to the diameter of the opening (4) matches. 5· Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchbruch (4) mit einem Drahtgitter abgedeckt ist.5. Device according to claim 1 to 2, characterized in that that the opening (4) is covered with a wire mesh. Le A 16 608 - 11 - Le A 16 608 - 11 - 709822/0506709822/0506 6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchbruch (4) mit einer Polytetrafluoräthylen-Scheibe oder -Folie abgedeckt ist.6. Apparatus according to claim 1 to 5, characterized in that the opening (4) with a polytetrafluoroethylene disc or foil is covered. 7· Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Resonator (1) mit Polytetrafluoräthylen als Dielektrikum gefüllt ist.7. Device according to Claims 1 to 5, characterized in that the resonator (1) uses polytetrafluoroethylene as the dielectric is filled. 8. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Resonator Teil einer Führungswalze (19) für ein flächenhaftes Meßgut (23) bildet, wobei der Durchbruch (4) zum Austritt des Streufeldes in die Walzenoberfläche integriert ist und die gesamte Mikrowellenelektronik (10, 7, 9, 13, 11,12) innerhalb der Walze (19) untergebracht ist.8. Apparatus according to claim 1 to 7, characterized in that the resonator is part of a guide roller (19) for an areal Forms material to be measured (23), the opening (4) being integrated into the roller surface for the exit of the stray field and the entire microwave electronics (10, 7, 9, 13, 11, 12) is housed within the roller (19). 9· Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur getrennten Darstellung der drehwinkelabhängigen Signale des Detektors UQ und IL ein durch einen Drehwinkelgeber (22) gesteuerter Weichenverstärker verwendet wird.9. Device according to claim 8, characterized in that a switch amplifier controlled by a rotary encoder (22) is used for the separate display of the signals from the detector U Q and IL which are dependent on the angle of rotation. Le A 16 608 - 12 - Le A 16 608 - 12 - 709822/0506709822/0506
DE2552954A 1975-11-26 1975-11-26 Device for moisture measurement of spatially extended samples Expired DE2552954C3 (en)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2552954A DE2552954C3 (en) 1975-11-26 1975-11-26 Device for moisture measurement of spatially extended samples
US05/741,575 US4155035A (en) 1975-11-26 1976-11-12 Device for the measurement of the moisture content of a sample
GB48750/76A GB1566737A (en) 1975-11-26 1976-11-23 Device for the measurement of the moisture content of a sample
NL7613161A NL7613161A (en) 1975-11-26 1976-11-25 METHOD FOR MOISTURE MEASUREMENT OF SPATULALLY SHAPED SAMPLES.
SE7613207A SE7613207L (en) 1975-11-26 1976-11-25 DEVICE FOR SATURATION OF WATER CONTENT IN SPECIAL FORM WITH SPACIOUS EXTENSION
FR7635768A FR2336676A1 (en) 1975-11-26 1976-11-26 LARGE-DIMENSIONAL SAMPLE HUMIDITY MEASUREMENT DEVICE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2552954A DE2552954C3 (en) 1975-11-26 1975-11-26 Device for moisture measurement of spatially extended samples

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2552954A1 true DE2552954A1 (en) 1977-06-02
DE2552954B2 DE2552954B2 (en) 1978-12-07
DE2552954C3 DE2552954C3 (en) 1979-08-16

Family

ID=5962617

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2552954A Expired DE2552954C3 (en) 1975-11-26 1975-11-26 Device for moisture measurement of spatially extended samples

Country Status (6)

Country Link
US (1) US4155035A (en)
DE (1) DE2552954C3 (en)
FR (1) FR2336676A1 (en)
GB (1) GB1566737A (en)
NL (1) NL7613161A (en)
SE (1) SE7613207L (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3920787A1 (en) * 1989-06-24 1991-01-10 Kernforschungsz Karlsruhe METHOD AND DEVICE FOR MEASURING THE VOLUME OF WATER IN MINERAL AND / OR ORGANIC MIXTURES
EP0889321A1 (en) * 1997-07-02 1999-01-07 TEWS ELEKTRONIK Dipl.-Ing. Manfred Tews Moisture and density sensor
WO2009071047A3 (en) * 2007-12-05 2009-09-03 Forschungszentrum Jülich GmbH Method and device for determining biomass and for determining the moisture content of soil by means of dielectric measurements in the microwave resonator
EP2216645A2 (en) 2009-02-04 2010-08-11 Siemens Aktiengesellschaft Method and device for calculating the moisture content of recycled paper
US8040132B2 (en) 2006-09-29 2011-10-18 Forschungszentrum Juelich Gmbh Method for identifying a sample in a container, e.g. when conducting a traveler survey in the check-in area, by determining the resonance frequency and the quality of a dielectric resonator to which the container is arranged

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4257001A (en) * 1979-04-13 1981-03-17 John G. Abramo Resonant circuit sensor of multiple properties of objects
US4364012A (en) * 1980-03-03 1982-12-14 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University FMR Probe method utilizing main and spurious resonance modes for detecting surface flaws
US4789820A (en) * 1986-01-08 1988-12-06 Hercules Incorporated Apparatus and method for sensing multiple parameters of sheet material
GB2194340A (en) * 1986-08-21 1988-03-02 Agricultural & Food Res Moisture content measurement
GB2202947B (en) * 1987-03-09 1990-12-05 Atomic Energy Authority Uk Microwave probe
US5315258A (en) * 1989-01-13 1994-05-24 Kajaani Elektroniikka Oy Method and apparatus for determining the moisture content of a material
DE4004119A1 (en) * 1990-02-10 1991-08-14 Tews Elektronik Dipl Ing Manfr METHOD FOR MEASURING THE HUMIDITY OF A MEASUREMENT WITH THE AID OF MICROWAVES AND DEVICE FOR IMPLEMENTING THE METHOD
GB9121678D0 (en) * 1991-10-12 1991-11-27 Unaform Ltd Microwave drainage meter
US5939889A (en) * 1993-05-07 1999-08-17 Colorado State University Research Foundation Strength-related testing of concrete using microwave signals
GB2294326A (en) * 1994-10-06 1996-04-24 Scapa Group Plc Moisture detection meter
US5838158A (en) * 1995-08-08 1998-11-17 Appleton Mills Measuring system for measuring the amount of dielectric in a web
EP0791823A3 (en) 1996-02-20 1997-12-10 Hauni Maschinenbau Aktiengesellschaft Method and device for measuring at least one property of a substance
US6837122B2 (en) * 2001-11-28 2005-01-04 Tews Elektronik Device and method for detecting the mass and the moisture content for spinning preparation machines
US20070018657A1 (en) * 2003-07-31 2007-01-25 Oji Paper Co., Ltd. Method and device for measuring moisture content
FI119526B (en) * 2005-05-17 2008-12-15 Senfit Oy Method and measuring device for measuring water content
FI121556B (en) * 2006-06-22 2010-12-31 Metso Paper Inc Water content measurement
DE102006046657A1 (en) * 2006-09-29 2008-04-03 Forschungszentrum Jülich GmbH Method for identifying sample in container, involves disposing container with sample in form of resonator and high-frequency signal is injected into resonator for exciting resonant mode of resonator

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1106185A (en) * 1964-05-29 1968-03-13 Nils Bertil Agdur Device for measuring a property of a material
DE1265859B (en) * 1965-06-18 1968-04-11 Eltro G M B H & Co Ges Fuer St Device for determining electrical and / or magnetic parameters of an electrically non-conductive material by measuring resonance with microwaves
GB1180843A (en) * 1966-02-10 1970-02-11 Yawata Iron & Steel Co A Method for Measuring the Configuration or Thickness of a Metal Body.
SU381039A1 (en) * 1971-09-20 1973-05-15 DEVICE FOR MEASUREMENT OF MECHANICAL
DE2221213A1 (en) * 1972-04-29 1973-11-15 Licentia Gmbh PROCEDURE FOR DETERMINING THE DIELECTRICITY CONSTANTS OF A SAMPLE

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3920787A1 (en) * 1989-06-24 1991-01-10 Kernforschungsz Karlsruhe METHOD AND DEVICE FOR MEASURING THE VOLUME OF WATER IN MINERAL AND / OR ORGANIC MIXTURES
US5073756A (en) * 1989-06-24 1991-12-17 Kernforschungszentrum Karlsruhe Gmbh Method and apparatus for measuring the volumetric water content of mineral and/or organic mixtures
EP0889321A1 (en) * 1997-07-02 1999-01-07 TEWS ELEKTRONIK Dipl.-Ing. Manfred Tews Moisture and density sensor
US8040132B2 (en) 2006-09-29 2011-10-18 Forschungszentrum Juelich Gmbh Method for identifying a sample in a container, e.g. when conducting a traveler survey in the check-in area, by determining the resonance frequency and the quality of a dielectric resonator to which the container is arranged
WO2009071047A3 (en) * 2007-12-05 2009-09-03 Forschungszentrum Jülich GmbH Method and device for determining biomass and for determining the moisture content of soil by means of dielectric measurements in the microwave resonator
EP2216645A2 (en) 2009-02-04 2010-08-11 Siemens Aktiengesellschaft Method and device for calculating the moisture content of recycled paper
DE102009007362A1 (en) 2009-02-04 2010-08-19 Siemens Aktiengesellschaft Method and device for determining the moisture content of waste paper

Also Published As

Publication number Publication date
DE2552954B2 (en) 1978-12-07
FR2336676A1 (en) 1977-07-22
FR2336676B1 (en) 1980-07-18
NL7613161A (en) 1977-05-31
GB1566737A (en) 1980-05-08
DE2552954C3 (en) 1979-08-16
SE7613207L (en) 1977-05-27
US4155035A (en) 1979-05-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2552954C3 (en) Device for moisture measurement of spatially extended samples
EP0082560B1 (en) Moisture measuring device
DE4342505C1 (en) Method and device for measuring the dielectric constant of sample materials
CH650862A5 (en) METHOD AND DEVICES FOR DENSITY-INDEPENDENT MEASUREMENT OF THE RELATIVE HUMIDITY OF A MEASUREMENT WITH THE AID OF MICROWAVES.
DE2362258C3 (en) Device for measuring the moisture content of a material, in particular a paper web
DE3107675C2 (en) Method and device for the electronic measurement of the thickness of very thin electrically conductive layers on a non-conductive substrate
DE112007001465B4 (en) Method and device for high-frequency radiation measurement
DE2848993A1 (en) MICROWAVE HUMIDITY MEASURING DEVICE WITH SWITCHABLE MEASURING RANGES
DE3536365C2 (en)
DE3135263C2 (en) Method and device for the non-destructive measurement of material accumulations or layer thicknesses on film-like dielectric materials, in particular plastic
DE2340130C3 (en) Method for determining the water content of thin, flat materials
DE4000925C2 (en) Method and device for determining the water content of materials
DE10163199A1 (en) Laundry care device with moisture sensor and method for determining the moisture content of laundry
EP0389916B1 (en) Apparatus for measuring the dielectric properties of materials
DE102005013647B3 (en) Method of measuring the material moisture of an item using a microwave resonator based on frequency dependant phase difference and attenuation behavior of two conductors
DE2733760C3 (en) Method for the non-contact determination of the thickness and relative permittivity of dielectric layers and device for carrying out the method
DE2239848A1 (en) MICROWAVE TRANSMISSION ARRANGEMENT FOR MEASURING THE WATER CONTENT
DE3941032A1 (en) Measuring water content in any material, esp. solid - measuring change in phase rate of propagation of electromagnetic signal along open line in material
DE3021096A1 (en) Contactless measuring of substance concn. in dielectric materials - using reflected component of HF electromagnetic wave as grade for substance thickness or vol.
DE1798030A1 (en) Method for measuring the water content in solid or liquid material layers and device for carrying out this method
DE102009024203B4 (en) Microwave sensor and method for determining dielectric material properties
DE3317200A1 (en) Method and device for measuring the moisture content of bulk materials
DE19520021A1 (en) Determining dielectric constants in mixture e.g. in arable soil or in liquid
DD287334A5 (en) ARRANGEMENT AND METHOD FOR MEASURING THE COMPLEX IN HIGH AND HIGHEST FREQUENCIES EFFECTIVE DIELECTRICITY CONSTANT OF SUBSTANCES
DE1231926B (en) Device for determining material properties on moving, solid materials

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: MAHLO GMBH & CO KG, 8424 SAAL, DE

8339 Ceased/non-payment of the annual fee